входная/выходная, если ibtype=3.
xub - вектор размера n, содержащий верхние границы переменных:
входная, если ibtype=0;
выходная, если ibtype=1 или 2;
входная/выходная, если ibtype=3.
xscale - вектор размера n, содержащий диагональную матрицу масштабирования переменных. Все элементы вектора xscale равны 1.0.
iprint - параметр, задающий желаемый уровень печати; принимает следующие значения:
0 - нет печати;
1 - выводится итоговый анализ о работе программы;
2 - дополнительно на каждой итерации выводится одна строка с промежуточными результатами;
3 - о каждой итерации выводится детальная информация.
maxitn - максимально допустимое число итераций.
х - вектор размера n, содержащий вычисленное решение.
fvalue - скаляр, содержащий значение целевой функции в полученном решении.
Общая задача нелинейного программирования, решаемая данной программой NCONF CPP, состоит в поиске минимума целевой функции
(3.2)
с ограничениями
(3.3)
где все функции задачи являются непрерывно дифференцируемыми.
При решении поставленной задачи целевая функция представляет собой потери мощности и имеет вид:
, (3.4)
где - соответственно активная и реактивная составляющие векторов узловых напряжений;
- соответственно активная и реактивная составляющие векторов узловых проводимостей.
Роль нелинейных ограничений выполняет система узловых уравнений с источниками реактивной мощности.
(3.5)
где Y11, …,Y1N - собственные и взаимные проводимости,
U1,…,U2 - узловые напряжения.
Некоторые уравнения системы (3.5) могут не содержать составляющую в том случае, если в узлах, для которых составляются данные уравнения, не установлены компенсирующие устройства. Такое уравнение вместо знака ≤ будет содержать знак равенства и считаться линейным.
Кроме целевой функции и ограничений любая задача минимизации должна иметь и граничные условия:
, (3.6)
т.е. значения напряжений в любом, даже самом удаленном от источника узле не должны выйти за рамки, нормируемые ПУЭ.
Метод, используемый данной программой NCONF CPP, основан на последовательном выделении и решении подзадач квадратичного программирования, которые получаются в результате применения квадратичной аппроксимации лангранжиана и линеаризации ограничений[8,12]. Таким образом, на каждой итерации решается подзадача
(3.7)
с ограничениями
(3.8)
где Bk - положительно определенная аппроксимация гессиана;
xk - текущая точка.
Пусть dk - решение подзадачи. Тогда новая точка xk+1 определяется в результате линейного поиска:
(3.9)
Новая точка такова, что в ней функция качества имеет наименьшее значение. В качестве функции качества употребляется функция Лагранжа. Если оптимум не достигнут, то матрица Bk пересчитывается по положительно определенной формуле секущих.
Главная программа NCONF CPP содержит несколько подпрограмм:
foryzc - программа формирования матрицы узловых проводимостей;
luc - программа используется для разложения матрицы на треугольные сомножители;
rluc - программа, которая отвечает за решение системы уравнений.
4. Разработка адаптивной системы управления режимами электропотребления
4.1 Функции автоматизированной системы
Сбор, накопление и передача информации, характеризующей режим электропотребления комбината (информация о нагрузках).
Сбор, накопление и передача информации, характеризующей состояние электрической сети (информация об обрывах линий и переводах в ремонт оборудования)
Передача информации с контрольных точек на диспетчерский пункт и обратно.
Обработка полученной информации, расчет режима электропотребления
Автоматическое изменение параметров устройств, регулирующих реактивную мощность, в местах, где это возможно.
4.2 Описание работы системы
4.2.1 Ввод системы в работу
При первоначальном запуске системы в эксплуатацию собирается информация о конфигурации электрической сети.
Собираются следующие параметры:
схема сети;
информация о линиях: длина, марка проводов или кабеля, которыми выполнено питание между подстанциями.
После предварительного расчета, для упрощения работы программного обеспечения в базу данных диспетчерского пункта заносятся следующие параметры:
узловая топологическая матрица согласно схеме замещения электрической сети;
матрица узловых проводимостей схемы;
зарядные мощности линий.
Эти данные хранятся в сервере диспетчерской и используются в качестве исходных данных для последующего расчета режима работы сети. Изменяться эти данные могут в случае изменения конфигурации сети при плановых или аварийных выводах оборудования из работы.
4.2.2 Работа системы в нормальном режиме
На первом этапе в условиях нормальной работы в определенный момент времени (например, раз в неделю) происходит сбор информации, характеризующей режим электропотребления.
Собираются следующие параметры:
нагрузки подстанций;
мощности питающих систем (в данном случае, подстанций "Ильич", "Заря" и "Азовская").
На большинстве подстанций установлено оборудование, которое может быть использовано для учета электроэнергии, например, микропроцессорная релейная защита.
Вторым этапом работы автоматизированной системы является передача по линиям связи собранной информации с подстанций на диспетчерский пункт.
Третьим этапом является расчет текущего режима работы электрической сети, нахождение оптимального режима работы электрической сети, описанный в предыдущих главах пояснительной записки.
Получаем результаты расчета, необходимые для автоматического внедрения оптимального режима работы сети на практике: мощности компенсирующих устройств.
Следующим этапом является передача результатов расчета по линиям связи обратно на подстанцию.
Заключительным этапом можно считать регулирование компенсирующих устройств в соответствии с данными расчета. Желательно исключить человеческий фактор, для этого на каждой подстанции помимо современной релейной защиты, отвечающей за сбор информации, желательно установить контроллеры, которые будут автоматически регулировать мощность компенсирующих устройств в местах, где это возможно.
Для более точной работы автоматической системы необходимо также предусмотреть обратную связь: после всех регулировок происходит новый сбор информации и перепроверка, что новые установленные параметры соответствуют оптимальному электропотреблению. В случае если что-либо было сделано неправильно, вносится коррекция в исходные данные, и весь алгоритм работы автоматической системы повторяется заново.
4.2.3 Работа системы в случае изменения конфигурации сети
В случае изменения конфигурации сети: обрыв линий, вывод в ремонт трансформаторов какой-либо подстанции, поломка какого-либо электрооборудования, которое влияет на процесс энергопотребления, - сбор информации происходит вне рабочего графика, т.е. непосредственно после изменения.
В этом случае собираемые данные:
схема сети;
информация о линиях: длина, марка проводов или кабеля, которыми выполнено питание между подстанциями;
нагрузки подстанций;
мощности питающих систем (в данном случае, подстанций "Ильич", "Заря" и "Азовская").
Вторым предварительным этапом пересчитывается матрица узловых проводимостей, зарядные мощности линий, формируется новая схема замещения сети.
Далее система работает аналогично работе при нормальном режиме.
В случае если данные изменения конфигурации сети планируются на длительный или постоянный срок, результаты предварительного расчета считаются новыми исходными данными и заносятся в базу данных сервера диспетчерской.
Таблица 4.1 - Сводная таблица собираемой и рассчитываемой информации
|
№ п/п |
Этап работы автоматизиро-ванной системы |
Входные данные |
Полученные результаты |
Дальнейшее использование результатов |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
Предварительный расчет |
Схема сети; информация о линиях: длина, марка проводов или кабеля, которыми выполнено питание между подстанциями. |
узловая топо-логическая матрица согласно схеме замещения эл. сети; матрица узловых прово-димостей зарядные мощ-ности линий. |
Заносятся в базу данных сервера диспетчеризации, изменяются при изменении конфигурации сети |
|
2 |
Первый этап - сбор информации |
|
нагрузки подстанций; мощности питающих систем (в данном случае, подстанций "Ильич", "Заря" и "Азовская"). |
Второй этап - передача на диспетчерский пункт |
|
3 |
Третий этап - оптимизация текущего режима на языке программирова-ния С++ |
Результаты предваритель-ного расчета + результаты первого этапа (подробнее см. выше) |
Оптимальные потери активной и реактивной мощностей; мощности комп. устройств |
|
|
4 |
Четвертый этап - передача с диспетчерского пункта |
Мощности компенсирующих устройств |
|
|
|
5 |
Обратная связь - проверка соответствия между рассчитанными мощностями КУ и отрегулирован-ными |
Входные данные предваритель-ного расчета + первого этапа + мощности КУ |
Подтверждение о соответствии или об сообщение об изменении режима |
В случае несоответствия - рекомендации к пересчету режима |
4.3 Требования к оборудованию и программному обеспечению
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
